Carga de la batería de iones de litio

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El cargador Li-ion es un dispositivo limitador de tensión similar al cargador de batería de plomo ácido. La diferencia está en un voltaje más alto por la célula, más estrictos de tolerancia de tensión y la ausencia de goteo o carga flotante cuando se alcanza la carga completa.

Mientras que la batería de plomo ácido ofrece cierta flexibilidad en términos de la tensión de corte, los fabricantes de células de Li-ion son muy estrictas sobre el ajuste del voltaje correcto. Cuando la batería de Li-ion se introdujo por primera vez, el sistema de grafito exigió un límite de tensión de carga de 4.10V/cell. A pesar de tensiones superiores ofrecen una mayor densidad de energía, la oxidación celular muy limitada la vida útil de las celdas de grafito principios que fueron acusados por encima del umbral 4.10V/cell. Este efecto se ha resuelto con aditivos químicos. La mayoría de las células comerciales de Li-ion ahora se puede cargar a 4.20V. La tolerancia en todas las baterías de Li-ion es un apretado + / -0.05V/cell.

Industriales y de baterías de ion-litio militares diseñados para el uso del ciclo de vida máximo de un umbral de voltaje de fin de carga de alrededor de 3.90V/cell. Estas baterías son una calificación más baja en los vatios-hora por kilogramo de escala, pero la longevidad tiene prioridad sobre la densidad de alta energía y tamaño pequeño. El tiempo de carga de todas las baterías de ion-litio, cuando está cargado con una corriente inicial de 1C, es de aproximadamente 3 horas. La batería se mantiene frío durante la carga. La carga completa se alcanza después de la tensión ha alcanzado el umbral superior de tensión y la corriente se ha reducido y estabilizado en alrededor de 3 por ciento de la corriente de carga nominal.

El aumento de la corriente de carga en un cargador de Li-ion no acorta el tiempo de carga por mucho. Aunque el pico de tensión se alcanza más rápidamente con corriente más alta, la carga máxima tomará más tiempo.

Algunos cargadores de la demanda de carga rápida de una batería de iones de litio en una hora o menos. Este cargador elimina la etapa 2 y va directamente al "listo" una vez que el umbral de tensión que se llegó al final de la etapa 1. El nivel de carga en este momento es de aproximadamente 70 por ciento. La carga máxima suele durar dos veces más que la carga inicial.

No hay carga de mantenimiento se aplica debido a que el Li-ion es incapaz de absorber sobrecarga. Carga de mantenimiento puede causar la galjanoplastia del litio metálico, una condición que hace que la célula inestable. En cambio, un cargo breve relleno se aplica para compensar la pequeña cantidad de auto-descarga de la batería y su circuito de protección consumen.

Dependiendo de la batería y la auto-descarga de la batería, una carga máxima puede aplicarse una vez cada 500 horas o 20 días. Normalmente, la carga se activa cuando la tensión en bornes abiertos se reduce a 4.05V/cell y se apaga cuando llega 4.20V/cell nuevo.

¿Qué pasa si una batería está sobrecargada sin darse cuenta? Las baterías de Li-ion están diseñadas para funcionar con seguridad dentro de su tensión de funcionamiento normal, pero cada vez más inestable si se le acusa a mayores tensiones. En un voltaje de carga por encima de 4.30V, la célula provoca placas de metal de litio en el ánodo. Además, el material del cátodo se convierte en un agente oxidante, oxígeno pierde la estabilidad y la libera. La sobrecarga hace que la célula se caliente.

Mucha atención se ha puesto en la seguridad de la batería de ion-litio. Comercial paquetes de baterías de ion-litio contienen un circuito de protección que impide que el voltaje de la célula no suban demasiado mientras se está cargando. El umbral de seguridad típicas se establece en 4.30V/cell. Además, la detección de la temperatura se desconecta la carga si la temperatura interna acerca a los 90 ° C (194 ° F). La mayoría de las células disponen de un interruptor de presión mecánico que permanentemente interrumpe el camino actual, si un umbral seguro de la presión es anterior. circuitos de tensión interna de control de corte de la batería en los puntos de baja y alta tensión.

Se hacen excepciones en algunos espinela (manganeso) paquetes que contengan una o dos células pequeñas. En sobrecarga, esta química produce un mínimo de recubrimiento de litio en el ánodo de litio metálico, porque la mayoría se ha quitado el cátodo durante la carga normal. El material del cátodo se mantiene estable y no genera oxígeno a menos que el celular se calienta en extremo. Importante: En caso de ruptura, fuga de electrolitos o de cualquier otra causa de la exposición al electrolito, lave con agua inmediatamente. Si se produce exposición de los ojos, lavar con agua durante 15 minutos y consultar a un médico inmediatamente.

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